細(xì)胞呼吸中的試驗(yàn)測(cè)定吳彥軍2014—03--09呼吸作用與物質(zhì)燃燒的主要區(qū)分：

1.燃燒時(shí),有機(jī)物被猛烈氧化散熱,呼吸作用中氧化作用分步驟進(jìn)行,能量逐步釋放.一部分能量轉(zhuǎn)移到ATP和NADH分子中,成為隨時(shí)可利用的貯備能,另一部分以熱的形式放出。2.燃燒是理化過(guò)程，條件猛烈，發(fā)光發(fā)熱；呼吸作用是生理過(guò)程，在常溫、常壓下進(jìn)行。呼吸作用的生理意義1.為植物生命活動(dòng)供應(yīng)能量呼吸氧化有機(jī)物，將其中的化學(xué)能以ATP形式貯存起來(lái)。當(dāng)ATP分解時(shí)，釋放能量以滿(mǎn)足各種生理過(guò)程的須要。呼吸放熱可提高植物體溫，有利種子萌發(fā)、開(kāi)花傳粉受精等。2.中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機(jī)物質(zhì)的原料呼吸產(chǎn)生很多中間產(chǎn)物，其中有些特殊活躍，是進(jìn)一步合成其他有機(jī)物的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.在植物抗病免疫方面有著重要作用呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消退其毒害。植物受傷或受到病菌侵染時(shí)，通過(guò)旺盛的呼吸，促進(jìn)傷口愈合，加速木質(zhì)化或栓質(zhì)化，以削減病菌的侵染。內(nèi)部因素對(duì)呼吸速率的影響細(xì)菌、真菌＞高等植物喜溫植物＞耐寒植物草本植物＞木本植物一般而言，凡是生長(zhǎng)快的＞生長(zhǎng)慢的1不同物種呼吸速率不同2不同器官呼吸速率不同生殖器官＞養(yǎng)分器官，雌蕊＞雄蕊＞花瓣＞花萼，莖頂端＞莖基部，種子胚＞胚乳，多年生植物春季＞冬季，受傷感病的＞正常健康的1溫度外界條件對(duì)呼吸速率的影響2O2外界條件對(duì)呼吸速率的影響無(wú)氧呼吸消逝點(diǎn):無(wú)氧呼吸停止進(jìn)行的最低氧含量(10%左右)。氧飽和點(diǎn):在氧濃度較低的狀況下，有氧呼吸隨氧濃度的增大而增加，但增至確定程度時(shí)，有氧呼吸就不再增加時(shí)的氧濃度。過(guò)高：活性氧代謝形成自由基，損傷細(xì)胞。過(guò)低:(1)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精(2)能量不足，有機(jī)物過(guò)度消耗(3)缺少代謝重要的中間產(chǎn)物，如:乙酰CoA3CO2二氧化碳是呼吸作用的最終產(chǎn)物，當(dāng)外界環(huán)境中二氧化碳濃度增高時(shí)，脫羧反應(yīng)減慢，呼吸作用受到抑制。外界條件對(duì)呼吸速率的影響4H2O種子：干燥種子的呼吸作用很微弱。吸水后，呼吸速率快速增加。整體植物：接近萎蔫時(shí)，呼吸速率有所增加，如萎蔫時(shí)間較長(zhǎng)，呼吸速率下降。植物組織細(xì)胞呼吸速率的測(cè)定與探究1.植物細(xì)胞呼吸的指標(biāo)：植物細(xì)胞呼吸吸取O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸取，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，毛細(xì)管內(nèi)的水滴左移(試驗(yàn)裝置如下圖)。依據(jù)單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即可計(jì)算呼吸速率。2.條件：整個(gè)裝置必需遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。3.為防止微生物呼吸對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置及所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。4.比照組的設(shè)置：為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置比照試驗(yàn)，將所測(cè)定的生物滅活(將種子煮熟)，其他條件均不變。實(shí)例1．現(xiàn)有等量的A、B兩個(gè)品種的小麥種子，將它們分別置于兩個(gè)容積相同、密閉的棕色廣口瓶?jī)?nèi)，各加入適量(等量)的水。在25℃條件下，瓶?jī)?nèi)O2含量變更如圖所示，下列有關(guān)該試驗(yàn)的分析錯(cuò)誤的一項(xiàng)是()A．在t1～t2期間，瓶?jī)?nèi)O2含量的降低主要是由種子的細(xì)胞呼吸引起的B．A種子比B種子的呼吸速率低C．A、B種子釋放CO2的變更趨勢(shì)是漸漸削減D．在0～t1期間，廣口瓶?jī)?nèi)的CO2有少量增加，主要緣由可能是微生物進(jìn)行了無(wú)氧呼吸解析：圖中縱坐標(biāo)為密閉環(huán)境中氧氣的含量，所以下降速率可以表示消耗氧氣的速率，A種子比B種子呼吸速率要高。答案：B呼吸熵又稱(chēng)呼吸系數(shù),指同一植物組織在確定時(shí)間內(nèi)所釋放的CO2與所吸取的O2的量(體積或摩爾數(shù))的比值。呼吸商表示呼吸底物的性質(zhì)及氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標(biāo)。

公式：

RQ=釋放的CO2/吸取O2的量影響呼吸熵的因素呼吸底物不同，RQ不同：①糖徹底氧化時(shí)RQ=1；葡萄糖氧化時(shí)RQ=1；②富含氫的脂肪、蛋白質(zhì)為呼吸底物時(shí)，氫的百分含量高，吸取的氧多，RQ<1；如葡萄糖呼吸熵是1，脂肪的是0．71，蛋白質(zhì)的是0．8（一些比糖類(lèi)含氧較多的物質(zhì)，如已局部氧化的有機(jī)酸，則呼吸商大于1）。據(jù)此，可以依據(jù)實(shí)測(cè)得到的呼吸熵推斷當(dāng)前呼吸作用的底物概況。如人是混合膳食，所以，呼吸熵常變動(dòng)于0．71-1．00之間。人體在特定時(shí)間內(nèi)的呼吸產(chǎn)物要看哪種養(yǎng)分物質(zhì)是當(dāng)時(shí)的主要能量來(lái)源而定。若能源主要是糖類(lèi)，則呼吸熵接近1．00；若主要是脂肪，則呼吸商接近于0．71。在長(zhǎng)期病理性饑餓狀況下，能源主要來(lái)自機(jī)體本身的蛋白質(zhì)和脂肪，則呼吸熵接近于0．80。一般狀況下，攝取混合食物時(shí)，呼吸熵常在0．85左右。糖-脂肪-蛋白供能依次簡(jiǎn)潔造成底物單一的思維定勢(shì)。在確定呼吸底物時(shí)，常默認(rèn)生物材料只進(jìn)行有氧呼吸。呼吸熵與農(nóng)業(yè)的關(guān)系植物的呼吸熵的大小與呼吸底物的性質(zhì)親密相關(guān)，故可以依據(jù)呼吸熵的大小大致推想呼吸作用的底物及其性質(zhì)的變更。如耕種時(shí)，種子掩埋的深度；油料種子萌發(fā)時(shí)，耗氧多，呼吸商小，更要留意淺播，保證O2的吸取。呼吸作用與作物栽培例如水稻浸種催芽時(shí)，用溫水淋種和時(shí)常翻堆，目的是限制溫度和通氣，保證呼吸的順當(dāng)進(jìn)行。在秧苗期潮濕管理，寒潮來(lái)臨時(shí)灌水護(hù)秧，寒潮過(guò)后，適時(shí)排水，是為了根系得到足夠的氧氣糧食存儲(chǔ)與呼吸商的關(guān)系由于氧濃度對(duì)呼吸類(lèi)型有重要的影響，因而在不同的氧濃度下呼吸商也不一樣，糧食存儲(chǔ)的最佳呼吸商為CO2釋放量最低點(diǎn)，此時(shí)有氧呼吸比較弱，無(wú)氧呼吸也受到抑制。

實(shí)例2.呼吸商(RQ)指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的生物釋放二氧化碳量與吸取氧氣量的比值(RQ＝釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)。下圖1表示萌發(fā)小麥種子中發(fā)生的相關(guān)生理過(guò)程，A～E表示物質(zhì)，①～④表示過(guò)程。圖2表示測(cè)定消毒過(guò)的萌發(fā)的小麥種子呼吸商的試驗(yàn)裝置。請(qǐng)分析回答：(1)圖1中，催化過(guò)程①②的酶存在于細(xì)胞的____________，物質(zhì)E表示____________________。(2)圖2試驗(yàn)裝置乙中，KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是________________。(3)假設(shè)小麥種子只以糖類(lèi)為呼吸底物，在25℃下經(jīng)10min視察墨滴的移動(dòng)狀況，如發(fā)覺(jué)甲裝置中墨滴不動(dòng)，乙裝置中墨滴左移，則10min內(nèi)小麥種子發(fā)生圖1中的_______(填序號(hào))過(guò)程；如發(fā)覺(jué)甲裝置中墨滴右移，乙裝置中墨滴不動(dòng)，則10min內(nèi)小麥種子發(fā)生圖1中的________(填序號(hào))過(guò)程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酒精增大吸取二氧化碳的面積①③④①②(4)在25℃下10min內(nèi)，假如甲裝置中墨滴左移30mm，乙裝置中墨滴左移200mm，則萌發(fā)小麥種子的呼吸商是__________。這說(shuō)明該小麥種子發(fā)芽過(guò)程中所消耗的能源物質(zhì)除糖類(lèi)外還應(yīng)有______________，理由是______________________________________________。(5)為校正裝置甲中因物理因素引起的氣體體積變更，還應(yīng)設(shè)置一個(gè)比照裝置。比照裝置的大試管和小燒杯中應(yīng)分別放入_____________________________________________。0.85脂肪脂肪中氫百分含量較高，吸取的O2大于釋放的CO2煮沸殺死的小麥種子、清水[解析](1)圖1中A、B、C、D、E分別是丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精。①④③依次為有氧呼吸的第一、二、三階段，①②分別是無(wú)氧呼吸的第一、二階段，無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其中含無(wú)氧呼吸有關(guān)的酶。(2)KOH溶液擴(kuò)散到筒狀濾紙上，增大吸取CO2的面積。(3)葡萄糖作呼吸底物時(shí)，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2體積與消耗的O2體積相等。甲裝置中墨滴不移動(dòng)，說(shuō)明產(chǎn)生的CO2體積與消耗的O2體積相等，只進(jìn)行有氧呼吸(過(guò)程①④③)。乙裝置墨滴左移是因?yàn)楫a(chǎn)生的CO2被KOH溶液吸取，有氧呼吸消耗了O2使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小。(4)乙裝置中墨滴左移200mm是消耗的氧氣的體積，與甲裝置比照分析可知釋放的二氧化碳體積為170mm，所以呼吸商為170/200＝0.85。氧化分解脂肪時(shí)，因脂肪中的氫占的比例較高，所以耗氧量比二氧化碳的釋放量多。(5)比照試驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)放入等量的死種子和清水。實(shí)例3．(2009·福建高考)回答下列問(wèn)題。右圖表示的是測(cè)定保溫桶內(nèi)溫度變更的試驗(yàn)裝置。某探討小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的狀況。材料用具：保溫桶(500mL)、溫度計(jì)、活性干酵母、質(zhì)量濃度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。試驗(yàn)假設(shè)：酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無(wú)氧條件下呼吸作用放出的熱量更多。(1)取A、B兩裝置設(shè)計(jì)試驗(yàn)如下，請(qǐng)補(bǔ)充下表中內(nèi)容：(2)B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是________，這是限制試驗(yàn)的________變量。(3)要測(cè)定B裝置因呼吸作用引起的溫度變更量，還須要增加一個(gè)裝置C。請(qǐng)寫(xiě)出裝置C的試驗(yàn)步驟：不加入石蠟油加入10g活性干酵母去除氧氣自(4)試驗(yàn)預(yù)期：在適宜條件下試驗(yàn)，30分鐘后記錄試驗(yàn)結(jié)果，若裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是：________(用“<、＝、>”表示)，則假設(shè)成立。加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液不加入活性干酵母A>B>C解析：(1)本試驗(yàn)的自變量是氧氣的有無(wú)，因變量是溫度變更，其他變量是無(wú)關(guān)變量(限制變量)，對(duì)于無(wú)關(guān)變量要限制其等量且適宜。(2)將C6H12O6溶液煮沸的目的是解除溶液中氧氣的干擾。(3)本試驗(yàn)的自變量是呼吸作用的有無(wú)，因變量還是溫度變更，因此除步驟二以外與B組完全相同。(4)有氧呼吸產(chǎn)生的熱量最多，而沒(méi)有呼吸作用的C組幾乎不產(chǎn)生熱量。細(xì)胞呼吸與糧食貯藏1、限制水分：種子的含水量不得超過(guò)平安含水量。要曬干進(jìn)倉(cāng)、保持倉(cāng)庫(kù)干燥。否則，呼吸旺盛消耗大量貯藏物質(zhì)，呼吸放出熱量和水分，會(huì)提高糧堆溫度和濕度，有利于微生物活動(dòng)，易導(dǎo)致糧食的變質(zhì)，使種子丟失發(fā)芽力和食用價(jià)值。2、降溫：留意庫(kù)房的通風(fēng)降溫，在能夠忍受的范圍內(nèi)，溫度越低，種子活力衰減的速度越慢。3、限制氣體成分：可對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)空氣成分加以限制，適當(dāng)增高二氧化碳含量和降低氧含量?；?qū)⒓Z倉(cāng)中空氣抽出，充入氮?dú)猓_(dá)到抑制呼吸，平安貯藏的目的。細(xì)胞呼吸與果蔬貯藏1、呼吸躍變現(xiàn)象：當(dāng)果實(shí)成熟到確定時(shí)期，其呼吸速率突然增高，然后又快速下降的現(xiàn)象稱(chēng)之為呼吸躍變現(xiàn)象。2、類(lèi)型：按成熟過(guò)程中是否出現(xiàn)呼吸躍變將果實(shí)分兩類(lèi):呼吸躍變型，如蘋(píng)果、梨、香蕉、番茄、獼猴桃、杏等；非呼吸躍變型，如柑橘、葡萄、菠蘿、櫻桃、草莓、綠色蔬菜等。3、貯藏方法：1）降低溫度依據(jù)貯藏物選擇適宜的溫度，大多數(shù)果實(shí)4～5℃，喜溫果蔬1